盡管固態(tài)電池在安全性、能量密度等方面具備明顯優(yōu)勢,但就現(xiàn)階段而言,技術和成本依然是橫亙在固態(tài)電池商業(yè)化道路中的巨大阻礙。

圖 1 固態(tài)電池技術路線圖

資料來源:公開資料,EVTank,伊維智庫整理,2024.12

自固態(tài)電池技術被業(yè)內認可以來,只要有相關技術的新消息發(fā)布,大多都會引起市場熱議。

近日,AI、影視等多家熱門股開始退潮,但固態(tài)電池卻再次在資本市場“掀起波瀾”,2月18日,固態(tài)電池指數(shù)一度大漲超2%,遠遠好于大市的表現(xiàn)。

A股層面,華自科技、派能科技、星云股份、杉杉股份、傳藝科技、龍蟠科技、利元亨、比亞迪、寧德時代、鵬輝能源等多股大漲,部分企業(yè)一度漲停。而港股市場同樣如此,龍蟠科技、比亞迪股份、瑞浦蘭鈞、贛鋒鋰業(yè)等企業(yè)大漲。

此前,固態(tài)電池技術被認為是相對遙遠的技術,業(yè)內預測量產(chǎn)時間也普遍集中在2030年前后,但從最近披露的固態(tài)電池技術一系列的動態(tài)來看,這一技術的發(fā)展或許比想象中來得更快。

固態(tài)電池技術進展傳新動態(tài)

從消息層面上來看,此次固態(tài)電池板塊暴漲,主要是與行業(yè)幾大利好有關,尤其是從產(chǎn)品端到應用端都傳出積極變化。

2月15日,2025中國全固態(tài)電池產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新平臺(CASIP)年會暨第二屆中國全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇在北京舉行,中國科學院院士歐陽明高在演講時提到,2025年,全固態(tài)電池的發(fā)展將確定主攻技術路線。

據(jù)歐陽明高預測,以硫化物為主體電解質的轎車第一代全固態(tài)電池將于2025-2027年實現(xiàn)量產(chǎn);第二代全固態(tài)電池將于2027-2030年實現(xiàn)量產(chǎn);第三代全固態(tài)電池將于2030-2035年量產(chǎn)。

當然,歐陽明高講道,目前全固態(tài)電池在技術上面臨諸多挑戰(zhàn),行業(yè)需凝聚各方力量,突破現(xiàn)有瓶頸,推動全固態(tài)電池早日實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應用。

深圳市比亞迪鋰電池有限公司CTO孫華軍在會上指出,比亞迪最早從2013年開始研發(fā)全固態(tài)電池,目前公司已于2023年啟動固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的可行性驗證,涵蓋關鍵材料技術攻堅、電芯系統(tǒng)開發(fā)以及產(chǎn)線建設,計劃2027年左右啟動批量示范裝車應用,預計在2030年前后實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

最重要的,成本控制上,孫華軍表示,從長期的發(fā)展的角度看,規(guī)?;a(chǎn)后,液態(tài)的三元電池跟固態(tài)的三元電池理論上可實現(xiàn)“固液同價”。

而中國一汽首席科學家兼股份公司研發(fā)總院(科技創(chuàng)新管理部)高端汽車集成與控制全國重點實驗室主任,技術中心主任王德平也表示,全固態(tài)電池當前處于原型樣件階段,預計2-3年實現(xiàn)小批量應用,3-5年實現(xiàn)規(guī)?;瘧?。一汽計劃以整車需求為指引,2027年進行小批量應用。

廣汽集團則在2月13日宣布,其采用第三代海綿硅負極與高面容量固態(tài)正極技術的全固態(tài)電池研發(fā)進展順利,計劃2026年實現(xiàn)裝車搭載。

長安汽車于2月9日發(fā)布“北斗天樞2.0”智能化戰(zhàn)略時,同步推出能量密度達400Wh/kg的全固態(tài)電池“長安金鐘罩”,宣稱可實現(xiàn)1500公里純電續(xù)航。長安汽車董事長朱華榮明確量產(chǎn)時間表:2025年底完成功能樣件開發(fā),2026年啟動裝車驗證,2027年實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。

圖/宇樹科技

圖/宇樹科技

除技術方面?zhèn)餍逻M展以外,由于宇樹科技春晚人形機器人扭秧歌、轉手絹的表現(xiàn)強勢破圈,機器人產(chǎn)業(yè)也迎來高光時刻。

考慮到續(xù)航能力及安全性,固態(tài)電池在機器人領域的應用潛力也被放大,人形機器人也將有助于固態(tài)電池在不同場景下得到應用和驗證,為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到積極作用。

固態(tài)電池需全產(chǎn)業(yè)鏈共建

目前,業(yè)內對固態(tài)電池技術的落地速度期望值也有所提升。不過,雖然前途一片光明,但這條路并沒有想象中那么好走,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程仍面臨諸多問題和挑戰(zhàn)。

有業(yè)內人士表示,主流電池廠全固態(tài)電池的量產(chǎn)時間基本保持在2027年前后,但這一時間點只能稱之為技術實現(xiàn)時間,并不是商業(yè)化時間。目前大部分企業(yè)的核心在于技術研發(fā),只有完成技術突破、產(chǎn)能快速上升,才會進一步考慮產(chǎn)業(yè)鏈降本問題。

因此,盡管固態(tài)電池在安全性、能量密度等方面具備明顯優(yōu)勢,但就現(xiàn)階段而言,技術和成本依然是橫亙在固態(tài)電池商業(yè)化道路中的巨大阻礙。

研究機構EVTank發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2024年中國半固態(tài)電池出貨量已超過3GWh,全固態(tài)電池已經(jīng)處于樣品和中試階段。

圖 2 全球固態(tài)電池企業(yè)技術路線選擇

從電池企業(yè)選擇的技術路線來看,EVTank指出,在電解質選擇方面,硫化物技術仍是更多企業(yè)(38%)的遠期路線選擇,其次為氧化物路線(含復合路線)占37%。負極材料方面,硅基負極和含鋰金屬負極是當前固態(tài)電池的主要材料,在更高能量密度固態(tài)電池上主要選擇鋰金屬負極。正極材料方面,目前以高鎳三元為主導,未來將逐步向更高比能富鋰錳基發(fā)展。

“當前要聚焦以硫化物電解質為主體電解質,匹配高鎳三元正極和硅碳負極的技術路線,以能量密度400瓦時/公斤、循環(huán)壽命1000次以上為性能目標,確保2027年實現(xiàn)轎車小批量裝車,2030年實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)?!睔W陽明高表示,為實現(xiàn)這一目標,當務之急是要建立全行業(yè)共性基礎材料供應鏈。

據(jù)電池網(wǎng)不完全統(tǒng)計,2024年,固態(tài)電池領域共宣布23個新投資項目,有17個項目公布投資金額,投資總額約483.35億元。其中,投資超10億元的項目有13個,百億級項目有2個。

1月,我國電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)投資擴產(chǎn)新項目21個,其中有13個公布投資金額,共計371.48億元。其中,統(tǒng)計在內的7個電池項目中,3個項目為固態(tài)電池相關項目,投資總額達100億元。 

固態(tài)電池

可以看到的是,近兩年國內電池產(chǎn)業(yè)鏈正在加速固態(tài)電池項目建設,包括材料供應商、整車廠、電池廠等達成戰(zhàn)略合作,錨定全固態(tài)電池為目標,包括多家設備公司也表示將逐漸搭建GWh級固態(tài)電池自動化生產(chǎn)線,固態(tài)電池正逐步從研發(fā)階段走向產(chǎn)能建設的穩(wěn)步推進階段,進而邁向應用當中。

值得一提的是,為了搶占下一代技術風口,日美歐等均通過發(fā)布相關政策,設立了電池遠期戰(zhàn)略目標,全固態(tài)電池還面臨著虎視眈眈的海外電池巨頭。

日前,據(jù)外媒消息,現(xiàn)代汽車計劃在3月展示其首款固態(tài)電池組。據(jù)報道,其研究中心已建成一條試點生產(chǎn)線,新的固態(tài)電池組被稱為 “Dream”電池,現(xiàn)代汽車的目標是到2030年實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。消息稱,現(xiàn)代汽車搭載固態(tài)電池的首款電動汽車原型車可能在一年內下線。

另外,來自SK On近日消息,公司計劃研發(fā)高分子—氧化物復合系和硫化物系兩種全固態(tài)電池,并在2027年和2029年實現(xiàn)商用化。公司近期與韓國陶瓷技術院等知名大學、機構等進行的“采用超高速光燒結技術的高分子—氧化物復合系全固態(tài)電池制造工程高度化研究”,已就相關成果在著名學術雜志《ACS Energy Letters》上發(fā)表論文,并就部分成果申請國外專利。

結語

從終端市場來看,固態(tài)電池場景應用邊界正在逐步拓寬,除消費電子、電動工具、新能源汽車領域以外,隨著eVTOL、人形機器人等行業(yè)高速發(fā)展,其對電池能量密度、安全性、倍率性能等提出更高要求,未來固態(tài)電池有望在新興領域率先迎來批量應用。

一項新的技術,從理論到實驗室,再到測試應用及面向市場,是完成商品化的必經(jīng)之路,固態(tài)電池的發(fā)展還需要生產(chǎn)企業(yè)攜手科研機構及企業(yè)應用聚焦技術攻堅,在這其中,2027年是一個關鍵節(jié)點,誰將率先落地應用,或將一定程度改變未來的市場格局。

[責任編輯:陳長清]

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